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Programme Pile à Combustible : Projet PAN-H – ANRT 2006-2008

Plan d’Action National sur l’Hydrogène et les piles à combustible : PAN-H

par Virginie Dulong - 11 novembre 2010

CLIPPAC, Conducteurs Liquides Ioniques Protiques pour Piles à Combustible. Coordinateur : J.Y. Sanchez, LEPMI, 38402 Saint-Martin d’Hères

CLIPPAC s’inscrit dans la continuité des actions labellisées par l’ancien réseau PACo et des actions du 6ème PCRD. Le projet CLIPPAC vise à lever l’un des verrous technologiques des piles à combustible à membrane polymère, en l’occurrence le fonctionnement de PEMFC à température supérieure à 120°C. Ceci améliore la tolérance au CO des catalyseurs et facilite la gestion hydraulique et thermique. L’option choisie impose d’inventer des électrolytes polymères conducteurs protoniques à l’état anhydre ayant une stabilité thermomécanique adaptée à une utilisation continue ou discontinue sur plusieurs milliers d’heures. CLIPPAC vise à utiliser de nouveaux conducteurs organiques, CLIP, pour piles PEMFC. Ils devront assurer une forte conductivité protonique à l’état anhydre et fonctionner jusqu’ à T > 130°C. Ces liquides ioniques utiliseront de nouveaux concepts d’anions. Toutefois les CLIP n’auront aucune tenue mécanique et il faudra utiliser des polymères spécifiquement fonctionnalisés pour absorber la proportion de CLIP indispensable à de fortes conductivités. Les conductivités, la stabilité en température, le comportement au feu et la non-toxicité seront des paramètres essentiels pour la sélection des CLIP les mieux adaptés à l’application. Un critère essentiel pour l’application sera bien entendu la stabilité électrochimique qui sera établie par différentes méthodes comme la voltampérométrie, les tests sur demi cellules. Dès que les CLIP auront satisfait aux critères précédents il faudra étudier leur renforcement mécanique au moyen de différents types de polymères fonctionnels et de renforts nanométriques cellulosiques. Des tests significatifs sur « Assemblage Membrane Electrodes » imposeront au préalable la fabrication d’électrodes appropriées. Dans ce programme, nous interviendrons dans l’élaboration de membranes composites du type CLIP-support poreux (par inversion de phase et fonctionnalisation) ; la progression des connaissances dans le domaine des CLIP, de leur compatibilité avec les autres matériaux polymères, de leurs propriétés perméamétriques et l’amélioration des techniques expérimentales (en perméation) en vue d’augmenter notablement la plage des températures de mesure.